概論
風(fēng)機(jī)與水泵是用于輸送流體(氣體和液體)的機(jī)械設(shè)備。風(fēng)機(jī)與水泵的作用是把原動(dòng)機(jī)的機(jī)械能或其它能源的能量傳遞給流體，以實(shí)現(xiàn)流體的輸送。即流體獲得機(jī)械能后，除用于克服輸送過(guò)程中的通流阻力外，還可以實(shí)現(xiàn)從低壓區(qū)輸送到高壓區(qū)，或從低位區(qū)輸送到高位區(qū)。通常用來(lái)輸送氣體的機(jī)械設(shè)備稱為風(fēng)機(jī)(壓縮機(jī))，而輸送液體的機(jī)械設(shè)備則稱為泵。
水泵的分類
水泵通常按工作原理及結(jié)構(gòu)形式的不同進(jìn)行分類，可以分為葉片式(又稱葉輪式或透平式)、容積式(又稱定排量式)和其他類型三大類。葉片式泵又可以分為離心泵、軸流泵、混流泵和漩渦泵；容積式泵又可以分為往復(fù)泵和回轉(zhuǎn)泵，往復(fù)泵可分為活塞泵、柱塞泵和隔膜泵，而回轉(zhuǎn)泵又可分為齒輪泵、螺桿泵、滑片泵和液環(huán)泵。
水泵的性能曲線
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圖2-1所示是典型的鍋爐給水泵性能曲線(H-Q)、以及效率和軸功率曲線。它是一條較為平坦的曲線，與風(fēng)機(jī)的
一簇梳狀曲線不同，其出口壓力(揚(yáng)程)隨著流量的增加=單調(diào)下降，零流量時(shí)的揚(yáng)程稱為關(guān)死點(diǎn)揚(yáng)程。水泵的靜$程(Hst)_般都不為零，
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圖2-2所示為靜揚(yáng)程占到關(guān)死點(diǎn)揚(yáng)虧60%時(shí)的某給水泵的調(diào)逋性能曲_和阻力曲線，
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圖2-3妒=為水泵系統(tǒng)在不同靜揚(yáng)程下的軸功率流量性能曲線。
風(fēng)機(jī)的性能曲線呈梳狀，一般通過(guò)入口風(fēng)門(mén)調(diào)節(jié)風(fēng)#和風(fēng)壓，隨著風(fēng)門(mén)(葉片)開(kāi);風(fēng)機(jī)的出口風(fēng)量和風(fēng)壓t；沿阻力曲線增大，其等效率曲線是一組閉合的橢園。這一點(diǎn)是與水泵的性能曲線不同的：對(duì)于水泵，一般通過(guò)出=閥門(mén)調(diào)節(jié)流量和壓力，當(dāng)出口閥門(mén)開(kāi)大時(shí)，流量增大z壓力卻減�。划�(dāng)閥門(mén)關(guān)小時(shí)，流量減小，壓力則增大二圖2-1、恒壓變頻供水。對(duì)于水泵，閥門(mén)開(kāi)度的變化改變&：號(hào)阻力曲線(陡度)；而對(duì)于風(fēng)機(jī)，風(fēng)門(mén)開(kāi)度(葉片角度)的變.改變的是風(fēng)機(jī)的P-Q特性曲線，而與阻力曲線無(wú)關(guān)。水泵所消耗的軸功率，則都與壓力和流量的乘積成正二但風(fēng)機(jī)的軸功率隨著風(fēng)門(mén)開(kāi)大而增大，而水泵則當(dāng)其增大到一定程度后，其軸功率隨著流量的增大增加不3至反而減小。
水泵拖動(dòng)系統(tǒng)的主要特點(diǎn)
葉片式風(fēng)機(jī)、水泵的負(fù)載特性屬于平方轉(zhuǎn)矩型=其軸上需要提供的轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速的二次方成正比。風(fēng)〃泵在滿足三個(gè)相似條件：幾何相似、運(yùn)動(dòng)相似和似的情況下遵循相似定律；對(duì)于同一臺(tái)風(fēng)機(jī)(或水泵輸送的流體密度P不變，僅轉(zhuǎn)速改變時(shí)，其性能參變化遵循比例定律：流量與轉(zhuǎn)速的一次方成正比：
(壓力)與轉(zhuǎn)速的二次方成正比；軸功率則與轉(zhuǎn)速的三_成正比。即：
Q/Q=n/n;H/H={n/n}2;p/p={n/n}2;p/p={n/n}2風(fēng)機(jī)與水泵轉(zhuǎn)速變化時(shí)，其本身性能曲線的變乂7三比例定律作出，如圖2-3所示。因管路阻力曲線不隨轉(zhuǎn).三=化而變化，故當(dāng)轉(zhuǎn)速由n變至n7時(shí)，運(yùn)行工況點(diǎn)將由M=至M'點(diǎn)。
應(yīng)該注意的是：風(fēng)機(jī)水泵比例定律三大關(guān)系式的使用是有條件的，在實(shí)際使用中，風(fēng)機(jī)水泵由于受系統(tǒng)參數(shù)和運(yùn)行工況的限制，并不能簡(jiǎn)單地套用比例定律來(lái)計(jì)算調(diào)速范圍和估算節(jié)能效果。
當(dāng)管路阻力曲線的靜揚(yáng)程(或靜壓)等于零時(shí)，即//ST=0(或~=0)時(shí)，管路阻力曲線是一條通過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的二次拋物線，它與過(guò)M點(diǎn)的變轉(zhuǎn)速時(shí)的相擬拋物線重合，因此，M與M又都是相似工況點(diǎn)，故可用比例定律直接由M點(diǎn)的參數(shù)求出M點(diǎn)的參數(shù)。對(duì)于風(fēng)機(jī)，其管路靜壓一般為零，故可用相似定律直接求出變速后的參數(shù)。
而對(duì)于水泵，其管路阻力曲線的靜揚(yáng)程(或靜壓)不等于零時(shí)，即Hs，矣〇(或Psl#〇)時(shí)，轉(zhuǎn)速變化前后運(yùn)行工況點(diǎn)M與M不是相似工況點(diǎn)，故其流量、揚(yáng)程(或全壓)與轉(zhuǎn)速的關(guān)系不符合比例定律，不能直接用比例定律求得。而應(yīng)將實(shí)際工況轉(zhuǎn)化為相似工況后，才能用比例定律進(jìn)行計(jì)算。特別是對(duì)于水泵，其靜揚(yáng)程一般都很大，所以變速前后的流量比不等于轉(zhuǎn)速比，而是流量比恒大于轉(zhuǎn)速比。管路性能曲線的靜揚(yáng)程越高，水泵性能曲線和管路性能曲線的夾角就越小，則變速調(diào)節(jié)流量時(shí)，改變相同流量時(shí)的轉(zhuǎn)速變化就越小，其軸功率的減小值也越小，還有可能引起管路的水擊，因此水泵的調(diào)速節(jié)能效果要比風(fēng)機(jī)差—些。